PERFORMANCE OF RAINFALL AND SOIL MOISTURE SATELLITE PRODUCTS ON A SMALL CATCHMENT IN CENTRAL ITALY

L'acquisizione di dati meteo-climatici (precipitazioni, temperatura, umidità del suolo, ecc.) può essere impegnativa e le informazioni a disposizione possono non essere rappresentative dell'area di studio (Basist et alii, 1994; Millán et alii, 2005; Cambi et alii, 2010). I dati a terra possono essere utilizzati per validare le stime di precipitazioni e contenuto d'acqua nei primi cinque centimetri di suolo (SSM) derivate da satellite, quest'ultime disponibili a diverse risoluzioni spazio-temporali. A causa dell'estrema variabilità spaziale dell'SSM, specialmente a scala di bacino (Walker et alii, 2004; Evett et alii, 2006; Rudnick et alii, 2015; Ortenzi et alii, 2022), la validazione con dati a terra risulta particolarmente complessa. La verifica delle prestazioni dei prodotti satellitari su piccoli bacini idrografici è quindi un problema aperto, in particolare in aree con forti variazioni topografiche e con copertura del suolo eterogenea. Il presente studio si propone di valutare le performance di alcuni prodotti satellitari sul bacino idrografico del T. Tatarena (Italia centrale). Tale bacino, che presenta un'area di circa 32 km2, ha un'altitudine media di 407 m s.l.m. e si imposta prevalentemente su rocce a medio-bassa permeabilità appartenenti alla parte alta della Serie Umbro-Marchigiana (litotipi calcareo-marnosi) e di quella torbiditica Umbro-Romagnola. Il bacino del T. Tatarena è scarsamente antropizzato (0.5% di copertura urbana), con prevalente copertura agricola (72%), seguita da copertura boschiva (26%) e prati (1.5%). Le caratteristiche geomorfologiche e di copertura del suolo rendono il T. Tatarena rappresentativo di molti bacini dell'area appenninica, spesso caratterizzati da eventi di piena improvvisi a seguito di piogge intense. I dati disponibili sul bacino sono riassumibili in: o n. 3 pluviometri gestiti dal Servizio Idrografico Regionale dell'Umbria, ad elevata risoluzione temporale e spazialmente ben distribuiti; o n. 2 prodotti pluviometrici satellitari, l'IMERG GPM (Integrated Multi-satellitERetrievals for Global PrecipitationMeasurement, Nasa) e il dataset SM2RAIN (EUMETSAT, European Space Agency, ESA and European Commission projects). Il prodotto IMERG GPM ha una frequenza di campionamento di 30 minuti e una risoluzione spaziale di 0.1° x 0.1° (dati dal 2014). Il dataset SM2RAIN fornisce dati mensili e giornalieri di pioggia con una risoluzione spaziale di 0.1° x 0.1° a partire dal 2007; o n. 2 prodotti di SSM satellitari, il Copernicus Sentinel-1 SSM1km e il dataset L2_SM_SP (SMAP, Nasa), entrambi con dati sovrapponibili dal 2015. Per verificare e quantificare le prestazioni dei dati satellitari, rispetto ai dati a terra, sono stati utilizzati sia test statistici che analisi a doppia massa, prendendo in esame il periodo 2015-2021. In assenza di misure al suolo, la qualità dei dati satellitari SSM è stata valutata tramite l'Hydrological Consistency Index (HCI, Paciolla et alii, 2020) che valuta la risposta dei dati SSM alle precipitazioni giornaliere. I risultati delle analisi indicano che la performance dei dati IMERG GPM sul bacino analizzato è migliore di quella SM2RAIN, sia a scala mensile che giornaliera. Tale risultato può essere imputato a alcune limitazioni del prodotto SM2RAIN, quali la sottostima degli eventi piovosi intensi (Brocca et alii, 2019). Le prestazioni di IMERG GPM peggiorano spostandosi dalla scala mensile verso la scala oraria. Per quanto riguarda i dati SSM, Copernicus Sentinel-1 SSM1km sembra avere prestazioni migliori rispetto ai prodotti SMAP L2_SM_SP, confermando quanto riportato da Bauer-Marschallinger et alii (2019) e Colliander et alii (2022). Sebbene l'analisi qui effettuata abbia considerato la risposta dell'SSM alle sole precipitazioni, come evidenziato da P